第三章第4节 人造卫星 宇宙速度 高中物理必修二同步复习讲义（教科版2019）原卷版+解析版

第三章 4.人造卫星 宇宙速度 题型1 第一、第二和第三宇宙速度的物理意义 题型2 同步卫星的特点及相关计算 题型3 近地卫星 题型4 卫星或行星运行参数的计算 题型5 不同轨道上的卫星或行星（可能含赤道上物体）运行参数的比较 题型6 卫星的发射及变轨问题 题型7 卫星的追及相遇问题 题型8 双星系统及相关计算 题型9 中子星与黑洞 ▉题型1 第一、第二和第三宇宙速度的物理意义 【知识点的认识】 一、宇宙速度 1．第一宇宙速度（环绕速度） （1）大小：7.9km/s． （2）意义： ①卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大速度． ②使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度． 2．第二宇宙速度 （1）大小：11.2 km/s （2）意义：使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度． 第二宇宙速度（脱离速度） 在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为v＝11.2 km/s． 3．第三宇宙速度 （1）大小：16.7km/s （2）意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度． 第三宇宙速度（逃逸速度） 在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为v＝16.7km/s． 1．下列数据中，地球的第二宇宙速度是（　　） A．7.9km/s B．7.9m/s C．11.2km/s D．16.7km/s 2．假设地球质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　） A．倍 B．2倍 C．倍 D．倍 3．假设宇航员登上某一星球，该星球的半径为R＝3×106m。他在该星球表面将一小球从与水平面成30°角的斜面上水平抛出，如图所示，抛出的初速度大小为，经过时间t＝2s小球又落在斜面上。忽略星球的自转，不计星球表面的大气阻力，求： （1）该星球表面的重力加速度为多大； （2）该星球的第一宇宙速度为多大。 ▉题型2 同步卫星的特点及相关计算 【知识点的认识】 同步卫星的特点 （1）轨道平面一定：轨道平面和赤道平面重合． （2）周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24h＝86400 s． （3）角速度一定：与地球自转的角速度相同． （4）高度一定：据，得r＝4.24×104 km，卫星离地面高度h＝r﹣R≈6R（为恒量）． （5）速率一定：运动速度v3.08 km/s（为恒量）． （6）绕行方向一定：与地球自转的方向一致． （多选）4．地球同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是（　　） A． B．（）2 C． D．（） （多选）5．在无地面网络时，某手机可通过天通一号卫星系统进行通话。如图所示，天通一号目前由01、02、03共三颗地球静止卫星组网而成，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，静止卫星运行的周期为T，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A．地球的质量为 B．三颗卫星运行的半径为 C．三颗卫星运行的线速度大小均为 D．若01星减速，一定会与正常运行的02星相撞 6．据中国气象局表示，针对我国出现的持续性雾霾天气，风云三号卫星已经成为及时监测雾霾覆盖省份、覆盖面积和强度等情况的重要手段。风云三号卫星属于极地轨道气象卫星，已知风云三号在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，风云三号卫星的质量为m，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G。求： （1）地球的质量M； （2）风云三号卫星做匀速圆周运动的周期T。 ▉题型3 近地卫星 【知识点的认识】 1.近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星，计算时轨道半径可近似取地球半径。 2.因为脱离了地面，近地卫星受到的万有引力就完全等于重力，所以有Gmg，化简得GM＝gR ... ...